摘 要:在新的課程改革中,高中物理對學生的核心素養(yǎng)提出了更高的要求,如果采用傳統(tǒng)的灌輸式教學,學生對于抽象的高中物理知識理解難度非常大,而在項目化教學過程中,不斷地滲透四大物理核心素養(yǎng),在提升課堂效率的同時,能夠有效地提升物理核心素養(yǎng)。本文將引入項目化教學來實施高中物理教學工作,探討項目化教學發(fā)展學生核心素養(yǎng)的策略,同時還將提出的策略應用至實際的教學過程中,從而提升學生的物理核心素養(yǎng)。
關鍵詞:核心素養(yǎng);高中物理;項目化教學
項目化教學主旨是以學生為教學主體,通過教師引導,讓學生融入教學任務中,自主探索和發(fā)現(xiàn),激發(fā)出學生的學習自主性和積極性。由此可見,項目化教學可以幫助學生提升探究能力和思維邏輯能力,對學生核心素養(yǎng)的提升具有非常明顯效果。教師在項目化教學中的角色為引導者,通過情境引導,幫助學生明確學習任務,然后以小組形式對問題進行科學的自主探究獲得,尋找解決問題方法,并相互之間進行項目成果的交流。
一、核心素養(yǎng)概述
關于高中物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求在我國高中物理課程標準中已經明確地指出,高中物理核心素養(yǎng)主要包括知識、方法、精神態(tài)度、應用這四方面。
通過物理核心素養(yǎng)內容可知,自主學習和自主探究能夠促進學生快速地掌握物理相關概念,這些探究式的學習方式可以鍛煉學生的思維,也有利于培養(yǎng)學生在物理學習中的認真嚴謹?shù)膽B(tài)度和一種負責任的學習方式,激發(fā)他們的學習興趣,讓學生有更加全面的發(fā)展。
二、項目化教學概述
(一)項目化教學概念
項目化教學是近年來興起的一種新型教學模式,通過將學科知識內容轉化為多個教學項目,由師生共同參與并完成。學生根據(jù)工作程序自主進行項目信息查詢與收集、決策、實施、成果展示和評價總結,整個過程學生不僅表現(xiàn)出濃厚的學習興趣,也在學習中養(yǎng)成了探究精神,逐步構建起完整的知識體系。項目化教學注重理論與實踐相聯(lián)系,學生能夠在完成項目時提高分析與解決問題的能力,真正在課堂上占據(jù)主體地位,獲得事半功倍的教學效果。高中物理中應用項目化教學法,有利于拓寬學生知識面,積累更多物理基礎知識,促使學生學習和應用能力不斷提升。
(二)高中物理教學實施項目化教學的價值
核心素養(yǎng)培養(yǎng)是素質教育必然要求,物理作為自然學科重要組成部分,是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)重要學科。項目化教學主旨是以學生為教學主體,通過自主探索教學設計,促進學生深度學習。在高中物理教學中開展項目化教學具有以下優(yōu)勢:
1.激發(fā)學生對教學的參與積極性。項目化教學將高中物理知識點與實際生活相結合,學生學習興趣被充分激發(fā),在教師的引導下,如果發(fā)現(xiàn)物理問題,自主探索的興趣更加濃厚,參與積極性更高。為了能夠更好地對物理問題進行探索,并解決問題,讓學生以小組為單位,積極開展物理問題交流,制訂出解決問題的方案,并將方案付諸行動中。相較于傳統(tǒng)灌輸式教學,項目化教學讓學生更具主動性,課堂上學生能夠將自己的意見直接發(fā)表出來,使得整個教學課堂更加輕松活躍,學生參與教學活動更加積極。
2.促進學生深度學習。項目化教學更加強調學生深度學習,在項目化教學中,教師需要為學生構建良好的學習情境,項目主題與學生的生活情境、社會環(huán)境、自然現(xiàn)象都有關聯(lián),強調學生在項目中解決生活中的問題。同時項目化教學中學生是項目方案的制訂者、實施者,具有較強的自主性,小組成員可以相互監(jiān)督學習、批判反思,創(chuàng)造性地解決問題,能讓學生做到深層次學習。
三、核心素養(yǎng)視角下高中物理項目化教學原則
(一)直觀性原則
高中階段學生已經開始由感性思維朝著理性思維發(fā)展,在學習物理知識過程中,注重將實際生活中的物理現(xiàn)象與知識緊密結合,并根據(jù)現(xiàn)有的經驗進行深入思考,從而應對物理知識掌握和應用。因此,教師在高中物理教學時,應該發(fā)揮學生這一思維特點,將物理知識更加直觀化,實現(xiàn)教學課堂的生動表象化和生活化,讓學生通過感知活動來掌握知識點,幫助學生透過現(xiàn)象理解本質,讓學生更加深入地了解和掌握知識點。高中學生喜歡進行探索分析,應該多進行實驗教學,給予學生更多的感官刺激,讓實驗現(xiàn)象給學生更強烈的感官和視覺感受,使學生通過實驗現(xiàn)象對物理知識進行深入探索分析,充分激發(fā)學生對物理學習的興趣。
(二)啟發(fā)性原則
教學活動應建立以學生為主體,讓學生全程參與的課堂教學,教師以引導者角色把握設定的方向,同時對學生進行啟發(fā)性引導,幫助學生發(fā)現(xiàn)問題,以項目化教學設計方式,讓學生進行合作探索交流,彼此交換思維探索結果,從而正確解決問題。此外,教師教學過程中應盡量創(chuàng)建和知識點相關的生活情境,采用不斷提問方式,引導學生對問題進行積極思考,培養(yǎng)學生邏輯思維和探索思維。無論采用何種教學方式,都應堅持教師引導者身份,讓學生全程參與物理課堂教學,引導學生對物理問題進行自主探究。因此,教師需注重啟發(fā)性教學原則,以教學目的為基礎,通過情境創(chuàng)設,引導學生對問題進行積極思考和探索,同時通過項目化教學,幫助學生以小組合作方式進行交流解決問題,提升學生探索思維和團隊合作能力。
(三)創(chuàng)造性原則
項目化教學本質是讓學生在物理課堂教學中進行自主探索,自主探索能夠幫助學生形成創(chuàng)造性思維,讓學生解決問題的方式更具創(chuàng)造性。因此,在進行物理教學時,教師在與學生一起對物理知識進行學習掌握外,還應通過生活化情境創(chuàng)設,引導學生對物理問題進行自主探索,為了使教學更具創(chuàng)造性,進行教學方式和器材改進和創(chuàng)造,使學生更加積極地參與物理教學,幫助學生理論與實際有機結合,提升學生邏輯思維和創(chuàng)造性思維。
四、高中物理項目化教學應用分析
本文將以“太陽與行星間的引力”這一教學內容為案例,介紹如何采用項目化教學方法來培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。
(一)情境導入,明確任務
為了確定學習目標,需要對高中物理的核心素養(yǎng)進行分析,確定教學內容。在“太陽與行星間的引力”單元內容中,首先,讓學生更多了解行星運動認識的發(fā)展歷程,促進學生的宇宙物質觀的形成。其次,是掌握行星做勻速圓周運動所需向心力是如何產生的,最后,幫助學生理解相互作用力。
教師給出學案,讓學生在課前進行自主學習,提煉出學習提綱。以“太陽與行星間的引力”教學為例,可以給出以下幾個問題讓學生在課前進行探究學習。
探究1:行星運動具有哪些特征?行星運動遵循哪些物理定律?
探究2:在簡化模型下,可以如何描述行星運動?又如何構建行星運動的物理模型?
探究3:分析行星為什么會做有規(guī)律的圓周運動?圓周運動所需的向心力來源于哪里?
探究4:行星運動軌道半徑與向心力之間存在什么關系?
探究5:通過觀察行星運動模型,探究向心力、軌道半徑、行星質量之間的關系。
探究6:探究科學精神、科學本質和規(guī)律應用。
(二)收集資料,制訂方案
通過牛頓第一定律可知,只有在力的作用下才能改變速度,行星繞太陽做圓周運動,只有太陽對行星具有引力才能實現(xiàn)。同時根據(jù)牛頓第二定律F=ma發(fā)現(xiàn),如果能夠指導行星運行加速度與軌道半徑之間的關系,則可以計算出行星受到的引力與距離之間的關系。表1為不同行星與太陽之間的運行半徑、周期和加速度數(shù)據(jù),通過這些數(shù)據(jù)來計算出加速度與距離間的關系。
根據(jù)加速度和距離的數(shù)據(jù),猜測它們之間存在怎樣的關系,思考如何驗證我們的猜測,引導學生設計項目化教學方案。
(三)自主協(xié)作,具體實施
若加速度與距離之間存在反比例關系,則可以得到一條關于a與1/r的直線關系圖,則與表格中的數(shù)據(jù)明顯不符合,為了找到加速度與距離之間正確的關系,通過在Excel軟件輸入加速度和r的二次方數(shù)據(jù)可以看出,a與1/r2成反比。
由學生自由地討論和推導:如果行星運動軌跡是已知,則向心力可以用哪些關系來表達?
學生自主討論和探究后,得到:
即可得知,行星受到太陽的引力大小為:
根據(jù)上式,采用小組的形式探索影響引力大小的因素有哪些?最終學生通過討論得出:不同行星中的k為常量,m、r不同,F(xiàn)與m成正比,與r的平方成反比:。培養(yǎng)學生的抽象思維及推理能力。
行星對太陽的引力。同理,可設太陽的質量為M,再進行類比的推導。小組討論交流得出結論:。
兩種力是同性質的相互作用力,遵循同一規(guī)律,可以把它們用同一公式表達出來。引力與行星和太陽的質量成正比,與兩者距離的平方成反比,所以可寫成公式:。
(四)點撥引導,過程檢查
小組之間對科學分析的問題、方法、過程、結果進行點評、補充,使探究方向正確,探究結果更完善,形成新的結論:引力與行星和太陽的質量成正比,與兩者距離的平方成反比,所以可寫成以下比例式:。
學生之間對科學思維與創(chuàng)新的推理、論證和解釋進行交流、評論和完善,使思維嚴謹,推理合理,使行星對太陽的引力與太陽對行星的引力的對稱性、平等性的類比思想得到學生的接受。
(五)展示成果,修正完善
對科學態(tài)度、拓展應用等進行評論與展示,必要時教師可給予精講答疑。
對學生探究過程中存在的問題或解決不了的問題進行精講答疑。
根據(jù)牛頓第二定律,即太陽對不同行星的引力與行星的質量成正比,與行星和太陽之間距離的二次方成反比,行星對太陽的引力,太陽與行星之間的引力與行星和太陽的質量成正比,與兩者距離的平方成反比,所以可寫成以下比例式:。經后續(xù)學習牛頓的月地檢驗、卡文迪許測定引力常量,使論證嚴謹,在此可產生新的質疑。
(六)評估檢測,拓展升華
學成展示是將以小組形式學習成果和課堂學習成果都給予展示,并對成果進行相應的分析和點評,以便能夠更好地將學習成果應用到其他問題中,提升學生靈活應用能力。
拓展應用:已知火星繞太陽運動的周期為T,火星到太陽的距離為r,引力常量為G。
求:(1)太陽的質量M;
(2)若M已知,找出開普勒第三定律中的k與中心天體質量M的關系式。
結束語
項目學習可以使學生進行深入思考并發(fā)揮創(chuàng)造力與想象力,通過團隊協(xié)作、自主探究以及實驗探索促進對知識的理解。教師在對學生進行項目化教學的時候,需要結合學生的自主學習能力、自主探索能力以及實踐應用能力等做出整體性的分析與思考,并且要將理論與實踐內容結合起來進行應用,讓學生體會項目化教學的現(xiàn)實作用。
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作者簡介:錢麗紅(1982—),女, 漢族,浙江桐鄉(xiāng)人,嘉興外國語學校,一級教師,本科。研究方向:物理教學。
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